Das Projekt Sikuba erforscht Simulationsmodelle zur Auslegung kunststoffbasierter Batteriegehäuse. Die Modelle sollen eine schnellere und sichere Integration dieser Gehäuse ermöglichen.
Entgasungssimulation eines Moduls bei Farasis Energy
Farasis Energy Europe GmbH
Das Projekt Sikuba (Sichere und nachhaltige kunststoffbasierte Batteriegehäuse) forscht an der Sicherheit von Elektrofahrzeugen. Teil des Forschungskonsortiums sind der chinesische Batteriehersteller Farasis Energy, der Lieferant für Energiespeichersysteme Kautex Textron GmbH & Co. KG sowie das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI. Das Projekt hat das Ziel, kunststoffbasierte Batteriegehäuse mittels virtueller Auslegung sicherer zu machen und damit die Sicherheit von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte dreijährige Projekt startete im Juli 2023.
Kunststoffgehäuse haben viele Vorteile gegenüber Metallgehäusen. Sie sind leichter, nachhaltiger und kostengünstiger in der Produktion, und verfügen über eine bessere elektrische Isolation. Das Batteriegehäuse hat im Falle eines thermischen Durchgehens einzelner Zellen und der Propagation im Modul eine hohe sicherheitsrelevante Funktion, da es die Ausbreitung der dabei entstehenden heißen Gase und Partikel eindämmt. Eine Herausforderung ist jedoch der Nachweis ihrer Sicherheit, der aufwendig und teuer ist.
Erhöhte Kosten- und Zeiteffizienz in der Entwicklungsphase
Hier will das Projekt Sikuba ansetzen. Die Entstehung und die Ausbreitung der heißen Gas- und Partikelströme sowie deren Interaktion mit Strukturelementen sollen experimentell analysiert und in Simulationsmodelle überführt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dann durch physische Tests an einem Demonstrator-Gehäuse, das dem geplanten Produkt nahekommt, validiert werden. Die entwickelten Simulationsmethoden soll zum einen erhebliche Zeit- und Kostenersparnisse während der Entwicklungsphase, zum anderen auch eine umfassende Bewertung der Batteriesicherheit unter einer Vielzahl unterschiedlicher Lastfall-Szenarien, Materialien und des Bauteildesigns ermöglichen.